JP2002080672A - 改質ふっ素樹脂成形体 - Google Patents

改質ふっ素樹脂成形体

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JP2002080672A JP2000272608A JP2000272608A JP2002080672A JP 2002080672 A JP2002080672 A JP 2002080672A JP 2000272608 A JP2000272608 A JP 2000272608A JP 2000272608 A JP2000272608 A JP 2000272608A JP 2002080672 A JP2002080672 A JP 2002080672A
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fluororesin
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tetrafluoroethylene
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Hajime Nishi
甫 西
Yasuaki Yamamoto
康彰 山本
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた耐摩耗性を有する改質ふっ素樹脂成形
体を提供する。 【解決手段】 この改質ふっ素樹脂成形体は、メルト系
ふっ素樹脂100重量部と、酸素濃度が100torr
以下、ふっ素樹脂の融点以上の温度の下で、ふっ素樹脂
に1kGy〜10MGyの電離性放射線を照射して得ら
れる改質ふっ素樹脂20〜200重量部とを混練した改
質ふっ素樹脂組成物からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、改質ふっ素樹脂組
成物からなる電線被覆材、流体移送用チューブ等の改質
ふっ素樹脂成形体に関し、特に、優れた耐摩耗性を有す
る改質ふっ素樹脂成形体に関する。
【0002】
【従来の技術】ふっ素樹脂は、耐熱性、耐薬品性、耐溶
剤性に優れるため、近年その特徴を生かして、容器の内
面コーティングの素材、あるいはふっ素樹脂成形体とし
て電線被覆材、流体移送用チューブ等の用途に用いられ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のふっ素
樹脂成形体によれば、耐摩耗性が必ずしも十分とは言え
ないため、その使用範囲が限定されていた。
【0004】従って、本発明の目的は、優れた耐摩耗性
を有する改質ふっ素樹脂成形体を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、メルト系ふっ素樹脂100重量部と、酸
素濃度が100torr以下、ふっ素樹脂の融点以上の
温度の下で、ふっ素樹脂に1kGy〜10MGyの電離
性放射線を照射して得られる改質ふっ素樹脂20〜20
0重量部とを混練した改質ふっ素樹脂組成物からなるこ
とを特徴とする改質ふっ素樹脂成形体を提供するもので
ある。上記構成によれば、メルト系ふっ素樹脂と電離性
放射線を照射して得られる改質ふっ素樹脂によって改質
ふっ素樹脂組成物を構成することにより、耐摩耗性が向
上する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る改質ふ
っ素樹脂成形体を説明する。この改質ふっ素樹脂成形体
は、メルト系ふっ素樹脂100重量部と、所定の雰囲気
および温度の下でふっ素樹脂に電離性放射線を照射して
得られる改質ふっ素樹脂20〜200重量部を混練した
改質ふっ素樹脂組成物からなる。
【0007】メルト系ふっ素樹脂としては、例えば、テ
トラフルオロエチレン/パーフルオロ(アルキルビニル
エーテル)系共重合体(以下「PFA」という。)、テ
トラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共
重合体(以下「FEP」という。)、テトラフルオロエ
チレン/エチレン系共重合体(以下「ETFE」とい
う。)、ポリビニリデンフルオライド(以下「PVD
F」という。)、ポリクロロトリフルオロエチレン(以
下「PCTFE」という。)、クロロトリフルオロエチ
レン/エチレン系共重合体(以下「ECTFE」とい
う。)、ポリビニルフルオライド(以下「PVF」とい
う。)等が挙げられる。
【0008】電離性放射線を照射して得られる改質ふっ
素樹脂の材料としては、例えば、テトラフルオロエチレ
ン系重合体(以下「PTFE」という。)、PFA、F
EP等が挙げられる。上記PTFEの中には、パーフル
オロ(アルキルビニルエーテル)、ヘキサフルオロプロ
ピレン、(パーフルオロアルキル)エチレン、あるいは
クロロトリフルオロエチレン等の共重合性モノマーに基
づく重合単位を1.0モル%以下含有するものも含まれ
る。また、上記共重合体形式のふっ素樹脂の場合、その
分子構造中に少量の第3の成分を含んでもよい。改質ふ
っ素樹脂成形体のベースとなるこれらふっ素樹脂は、そ
れぞれ単独あるいは2種以上の混合で使用してもよい。
また、改質ふっ素樹脂の粒径は、メルト系ふっ素樹脂と
混練する際の分散性を良好にするために50μm以下で
あることが望ましい。
【0009】電離性放射線を照射するときの雰囲気は、
酸素濃度100torr以下が望ましい。
【0010】電離性放射線を照射するときは、ふっ素樹
脂をその結晶融点以上に加熱しておくことが望ましい。
例えば、ふっ素樹脂としてPTFEを用いる場合は、こ
の材料の融点である327℃よりも高い温度、PFAや
FEPを用いる場合は、前者が310℃、後者が275
℃に特定される融点よりも高い温度に加熱して、電離性
放射線を照射することが望ましい。ふっ素樹脂をその融
点以上に加熱することは、ふっ素樹脂を構成する主鎖の
分子運動を活発化させることになり、その結果、分子間
の架橋反応を効率よく促進させることが可能となる。但
し、過度の加熱は逆に分子主鎖の切断と分解を招くよう
になるので、このような解重合現象の発生を抑制する意
味合いから、加熱温度はふっ素樹脂の融点よりも10〜
30℃高い範囲に抑えるべきである。ふっ素樹脂の分子
量と結晶化熱は、分子量が高くなると結晶化熱が低下す
る相関関係があり、分子主鎖の切断と分解が起こると結
晶化熱が高くなる傾向がある。一方、ふっ素樹脂を照射
することにより、ふっ素樹脂の分子主鎖が切断するとと
もに架橋し、生成する分枝した構造の改質ふっ素樹脂の
結晶化熱が低下することが知られている。これらのこと
から、照射によって改質されたふっ素樹脂の結晶化熱は
40J/g以下であることが望ましい。
【0011】電離性放射線としては、例えば、γ綿、電
子線、X線、中性子線、あるいは高エネルギーイオン等
が使用され、その照射線量は1kGy〜10MGyの範
囲内であることが望ましい。
【0012】本実施の形態によれば、改質ふっ素樹脂成
形体の材料となる改質ふっ素樹脂組成物は、メルト系ふ
っ素樹脂に改質ふっ素樹脂を20〜200重量部ブレン
ドすることによって、耐摩耗性を付与することが可能と
なる。なお、改質ふっ素樹脂成形体の押出成形性を考慮
すると、改質ふっ素樹脂組成物の溶融粘度は30000
Pa・s以下であることが望ましい。
【0013】
【実施例】<実施例1〜3>平均粒径40μmのPTF
Eモールディングパウダ(旭硝子社製、G163)に対
し、酸素濃度100torr以下の真空中、350℃の
加熱温度の下で総量100kGyの電子線を照射した。
【0014】次に、この粉末を約20μmの平均粒径に
なるまでジェットミルで粉砕した後、300℃で12時
間熱処理し、高温揮発成分(約0.1%)を除去した。
【0015】この照射PTFEを粉砕して得られた粉末
を、示差走査熱量計(DSC)により20℃/分で降温
したときの発熱ピークにおいて、曲線がベースラインか
ら離れる点とベースラインに戻る点とを直線で結んで定
められるピーク面積から結晶化熱を求めたところ、3
3.8J/gであった。
【0016】次に、照射PTFE粉末の25重量部(実
施例1)、67重量部(実施例2)、150重量部(実
施例3)をPFAペレット(三井デュポンフロロケミカ
ル社製、340−J)100重量部に混合した後、直径
36mmの2軸混練押出機により330℃でスクリュー
回転数12rpmで混練してPFA組成物のペレットを
得た。
【0017】さらに、PFA組成物のペレットを330
℃、100kgf/cm2、1分で圧縮プレスし、0.
5mmの試験用サンプルシートを作成した。
【0018】<比較例1〜4>比較例1として、前述の
PFAペレットを圧縮プレスして得た0.5mmのサン
プルシート、比較例2として、PTFEモールディング
パウダ(喜多村社製、KTL−610)の25重量部を
PFAペレット100重量部と混練し、圧縮プレスして
得た0.5mmのサンプルシートを用いた。また、比較
例3として、照射PTFE粉末の11重量部、比較例4
として、照射PTFE粉末の400重量部をそれぞれP
FAペレット100重量部と混練し、圧縮プレスして得
た0.5mmのサンプルシートを用いた。
【0019】<実施例4、5>照射PTFE粉末の25
重量部(実施例4)、67重量部(実施例5)をFEP
ペレット(ダイキンエ業社製、NP−100)100重
量部に混合した後、直径36mmの2軸混練押出機によ
り330℃でスクリュー回転数12rpmで混練してF
EP組成物のペレットを得た。さらに、FEP組成物の
ペレットを330℃、100kgf/cm2、1分間圧
縮プレスし、0.5mmの試験用サンプルシートを作成
した。
【0020】<比較例5>比較例5として、前述のFE
Pペレットを圧縮プレスして得た0.5mmのサンプル
シートを用いた。
【0021】表1は、実施例1〜3、比較例1〜4のサ
ンプルシート、表2は、実施例4、5、比較例5のサン
プルシートについて行った摺動特性、溶融粘度および引
張特性の測定結果を示す。
【表1】
【表2】
【0022】摺動試験は、リングオンディスク型摩擦摩
耗試験機(JIS K 7218)を使用し、相手材には
表面粗さ0.8μmのSUS304を用いた。また、測
定条件は、面圧0.38MPa、周速128m/分、室
温で行った。溶融粘度は、フローテスタ(ダイの長さ8
mm、直径2mm)を使用し、測定温度350℃、荷重
10kgfで行った。引張試験は、JIS K 6891
に準じて、クロスヘッド速度200mm/分で行った。
【0023】表1、2から明らかなように、摺動特性に
関しては、実施例では比摩耗量が小さく、耐摩耗性に優
れている。これに対し、比較例では比摩耗量が非常に大
きく、耐摩耗性に難があることが明らかである。溶融粘
度は、改質PTFEの配合が増えるにしたがって大きく
なり、比較例4では混練が不可能であった。引張特性
は、改質PTFEの配合が150重量部のPFA組成物
においても、あまり低下が見られなかった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の改質ふっ
素樹脂成形体によれば、メルト系ふっ素樹脂と電離性放
射線を照射して得られる改質ふっ素樹脂によって改質ふ
っ素樹脂組成物を構成することにより、耐摩耗性が向上
し、工業的価値は極めて大きくなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F070 AA23 AA24 HA03 HA04 4F071 AA15X AA26 AA26X AA27 AA27X AA30X AA76 AF02 AF22 AF45 BB06 4F201 AA16 AC04 BA04 BC03 BD10 BN41 4J002 BD13W BD14W BD15W BD15X BD16X GQ01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メルト系ふっ素樹脂100重量部と、 酸素濃度が100torr以下、ふっ素樹脂の融点以上
    の温度の下で、ふっ素樹脂に1kGy〜10MGyの電
    離性放射線を照射して得られる改質ふっ素樹脂20〜2
    00重量部とを混練した改質ふっ素樹脂組成物からなる
    ことを特徴とする改質ふっ素樹脂成形体。
  2. 【請求項2】前記メルト系ふっ素樹脂は、テトラフルオ
    ロエチレン/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)
    系共重合体、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロ
    プロピレン系共重合体、テトラフルオロエチレン/エチ
    レン系共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリク
    ロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレ
    ン/エチレン系共重合体、あるいはポリビニルフルオラ
    イドであることを特徴とする請求項1記載の改質ふっ素
    樹脂成形体。
  3. 【請求項3】前記ふっ素樹脂は、テトラフルオロエチレ
    ン系重合体、テトラフルオロエチレン/パーフルオロ
    (アルキルビニルエーテル)系共重合体、あるいはテト
    ラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重
    合体であることを特徴とする請求項1記載の改質ふっ素
    樹脂成形体。
  4. 【請求項4】前記改質ふっ素樹脂は、結晶化熱が40J
    /g以下、粒径が50μm以下であることを特徴とする
    請求項1記載の改質ふっ素樹脂成形体。
  5. 【請求項5】前記改質ふっ素樹脂組成物は、溶融粘度が
    30000Pa・s以下であることを特徴とする請求項
    1記載の改質ふっ素樹脂成形体。
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